乙酸乙酯的皂化反应中 为什么要是两种反应物的浓度相等
两种反应物始终同浓度才便于计算,自己看看计算过程就知道了。至于溶液通常用容量瓶和移液管或者分析天平配制。
在反应过程中,各物质的浓度随时间而改变。不同反应时间的OH 的浓度,可以用标准酸滴定求得,也可以通过间接测量溶液的电导率而求出。
为了处理方便起见,设 乙酸乙酯 和 氢氧化钠 起始浓度相等.先计算配制0.02M乙酸已酯100ml所需乙酸已酯的质量。在100ml容量瓶中加入20ml蒸馏水,用分析天平准确称重,然后用滴管滴入比计算量略重的乙酸已酯,加水至刻度,混合均匀后倒入干燥的锥形瓶中,再准确计算所称重量的乙酸已酯配成0.02mol.L-1溶液所需的体积,不足水量用刻度移液管补充加入。
二级反应有反应物浓度相同和不同两种反应形式,由于两种反应物
浓度相同时,反应速率常数k的表达式较简单,简化计算减小实验难度,所以本实验反应物浓度相等。若反应物浓度不相等,设起始反应物浓度分别为a,b,其动力学方程为{1/(a-b)}ln[{b(a-x)}/{a(b-x)}]=kt,其中x为t时刻的产物浓度,x可用电导仪测的g0,gt求得
k[NaOH][CH3COOC2H5]可以简化为单组元速率方程,形式上简单,便于实验设计。如果初始浓度不相等也可以进行实验,但是需要另外设计实验方案。
问题描述:
为什么本实验要在恒温条件下进行?而且CH3COOC2H5和CH3COONa溶液,在混合前还要预先恒温?
解析:
乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应:
CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH
设反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同,则反应速率方程为:
r = =kc2
积分后可得反应速率系数表达式:
(推导)
式中:为反应物的起始浓度;c为反应进行中任一时刻反应物的浓度。为求得某温度下的k值,需知该温度下反应过程中任一时刻t的浓度c。测定这一浓度的方法很多,本实验采用电导法。
用电导法测定浓度的依据是:
(1) 溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性,它们的浓度变化不致影响电导的数值。同时反应过程中Na+的浓度始终不变,它对溶液的电导有固定的贡献,而与电导的变化无关。因此参与导电且反应过程中浓度改变的离子只有OH-和CH3COO-。
(2) 由于OH-的导电能力比CH3COO-大得多,随着反应的进行,OH-逐渐减少而CH3COO-逐渐增加,因此溶液的电导随逐渐下降。
(3) 在稀溶液中,每种强电解质的电导与其浓度成正比,而且溶液的总电导等于溶液中各离子电导之和。
设反应体系在时间t=0,t=t 和t=∞时的电导可分别以G0、Gt 和G∞来表示。实质上G0是
NaOH溶液浓度为时的电导,Gt是 NaOH溶液浓度为c时的电导与CH3COONa溶液浓度为- c时的电导之和,而G∞则是产物CH3COONa溶液浓度为 时的电导。即:
G0=K反c0
G∞=K产c0
Gt=K反c+K产(c0- c)
式中K反,K产是与温度,溶剂和电解质性质有关的比例系数。
处理上面三式,可得
G0- Gt=(K反- K产)(c0- c)
Gt- G∞=(K反- K产)c
以上两式相除,得
代入上面的反应速率系数表达式,得
k=
上式可改写为如下形式:
Gt= + G∞
以Gt对作图,可得一直线,直线的斜率为,由此可求得反应速率系数k,由截距可求得G∞。
二级反应的半衰期t1/2 为:
t1/2=
可见,二级反应的半衰期t1/2 与起始浓度成反比。由上式可知,此处t1/2 即是上述作图所得直线之斜率。
若由实验求得两个不同温度下的速率系数k,则可利用阿累尼乌斯(Arrhenius)公式:
ln=()
计算出反应的活化能Ea。
2、皂化反应指的是油脂发生碱性条件下的水解
3、乙酸乙酯碱性水解,需要保证氢氧化钠溶液浓度相同?到底问什么问题?再说清楚一点
实验测定的数值与理论值比较的相对误差比较大,主要原因可能有:温度不够恒定。温度对反应速率k受温度的影响很大,实验所使用的恒温槽的恒温效果不是很好,在测定的过程中温度会有±0.2℃的飘动,造成实验测定数值产生误差;
实验测定速率常数与活化能的前提是反应物乙酸乙酯与NaOH起始浓度相同,由于反应物浓度很低(0.0200mol/L),因此,很难把两种溶液的浓度配制得恰好相等,所以,实验测定时很可能反应物浓度时不相等的,因此,会对实验测定结果造成很大的影响。
乙酸乙醋易挥发,当场配制既浪费时间又很难准确,必须由实验教师先大量配置好,但在放置过程中往往会因为发生水解,而使得浓度降低,因此,由于不能保证乙酸乙酯浓度的准确性而影响实验结果的测定。
扩展资料
不同的反应物初始浓度比对电导法测定皂化反应速率常数有明显的影响:
1、当乙酸乙酯的初始浓度和氢氧化钠的初始浓度相等时(a= b) ,可用电导法测定皂化反应的速率常数。但由于物质纯度的限制及配制溶液时的误差等原因,很难使a与b达到真正意义上的相等,而且影响测定的因素也较多,故使所测结果仍有一定的误差。
2、当a<b (1<ba≤115) 时,N aOH 过量,体系中由于消耗了与CH3COOC2H5等量的N aOH,使体系的电导也会产生很大的变化,而且所需时间也较小,a与b的浓度也可分别控制。实验证明,在所选浓度范围内, 用电导法可较好地测定皂化反应的速率常数。
乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应,设反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同,则半衰期=1/(ak),a为起始浓度,k为反应速率常数。
乙酸乙酯是无色透明液体,低毒性,有甜味,浓度较高时有刺激性气味,易挥发,对空气敏感,能吸水分,使其缓慢水解而呈酸性反应。